专利名称：燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及直接类型燃料电池，其中燃料和空气进行相互的化学反应以产生电能。
背景技术：
众所周知提供有一种燃料电池，其中使得燃料和空气进行相互的化学反应以产生电能。在这些燃料电池中，直接类型燃料电池可以做得更小，并且可期望用作诸如手机或笔记本电脑等便携式电子设备的电源。
图13是常规的燃料电池B的垂直断面图。
如图13所示，常规的燃料电池B包括起电(eletromotive)层100、燃料供应层200以及空气供应层300。提供起电层100，以产生电能。燃料供应层200置于起电层100的表面以向起电层100供应燃料。空气供应层300置于起电层100的另一表面，其位置与前述表面相对，以向起电层100提供空气(氧气)。
起电层100包括电解质膜100a，多个燃料管100b，以及多个氧化剂管100c。在电解质膜100中，燃料和空气进行相互的化学反应。燃料管100b以阵列形式排列在电解质膜100a的表面上，它紧靠着燃料供应层200，并将燃料从燃料供应层200供应给电解质膜100a。氧化剂管100c以阵列的形式排列在电解质膜100a的表面，其位置与前述表面相对、并紧靠电解质膜100a的空气供应层300，并将空气从空气供应层300供应给电解质膜100a。
燃料管100b以及氧化剂管100c位置彼此相对，同时电解质膜100a介于它们之间。燃料管100b、氧化剂管100c以及电解质膜100a形成分别的用来产生电压的起电部分110。即，起电层100包括数量等于燃料管100b和氧化剂管100c的起电部分110。各起电部分110被彼此串联。由各起电部分110所产生的电压的总和就是燃料电池B最后的输出电压。
燃料供应层200包括用来向燃料管100b供应燃料的黏制液体存储薄片200a，连接到液体存储薄片的补给部分200b，用来向液体存储薄片200a补给燃料，以及允许在液体存储薄片200a中的燃料穿透燃料扩散薄膜200d的燃料扩散薄膜200d，它置于液体存储薄片200a的表面，并紧靠起电部分110。
空气供应层300包括从燃料电池B附近吸取空气的黏制的保湿薄片310，并然后将其供应给氧化剂管100c，并且它可阻止由于燃料和空气的化学反应而在电解质膜100a上产生的湿气释放，即阻止电解质膜100a变干燥。
在具有如上结构的燃料电池B中，从补给部分200b补给到液体存储薄片200a的燃料在液体存储薄片200a中朝着燃料扩散层200d输送，同时朝着远离补给部分200b的方向扩散。然后它到达燃料扩散薄膜200d上的燃料管100b。
另一方面，从燃料电池B的附近被吸取到保湿层310中的空气穿透保湿薄片310，并到达保湿薄片310上的氧化剂管100c。
然后，到达燃料管100b的燃料以及到达氧化剂管100c的空气在电解质膜100a上发生相互的化学反应，导致在燃料管100b和氧化剂管100c之间有电压产生。在电解质膜100a上产生的电压的总和就是燃料电池B最后的输出电压。
此外，例如，在公开申请号为2000-106201的日本特许申请的直接类型燃料电池中，多个起电层被叠加在一起，并且液体燃料通过毛细作用被提供给起电层。
在大多数常规的燃料电池中，由于补给部分受电池的结构所限，因此补给部分设置在液体存储薄片的末端。在该结构中，出现一种情形，其中液体存储薄片中的燃料浓度并不均匀，即从液体存储薄片的一部分到另一部分，浓度不同。在该情形中，到达起电部分的燃料的浓度也不同，这样降低了由起电部分产生电能的效率。
例如，如果大量的燃料被供应给起电部分，没有在电解质膜中反应掉的多余燃料将到达氧化剂管。因此，这样是很浪费的，此外由于装在氧化剂管中的催化剂表面区域缩减，电压损失增加。在另一方面，如果过于少量的燃料被供应给起电部分，反应能量将变得过大，结果同样是电压损失增加。
因此，为了提高燃料电池的电特性，做到在整个液体存储薄片中的燃料浓度均匀、并将合适量的燃料供应给起电部分是很重要的。但是，在需要长时间操作的便携式电气设备中，提供了包括大型液体存储薄片的燃料电池，并且其中燃料的浓度从一部分到另一部分将会有巨大差异。因此，经常出现的情况是，供应给每个起电部分的燃料量太大或太小，因此将显著地降低电特性。
发明内容
本发明的目的是提供具有良好电特性的燃料电池。
根据本发明一方面的燃料电池包括多个起电部分，引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，将燃料供应给多个起电部分；第二薄片，将氧气供应给多个起电部分；补给部分，设置在第一薄片的预定部分上，并且对第一薄片供应燃料；以及燃料调节膜，插入在第一薄片中，并调节从第一薄片中供应给多个起电部分的燃料量。
根据本发明另一方面的燃料电池包括多个起电部分，引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，将燃料供应给多个起电部分；第二薄片，将氧气供应给多个起电部分；补给部分，设置在第一薄片的预定部分上，并且对第一薄片供应燃料；以及燃料扩散膜，设置在多个起电部分和第一薄片之间，并且允许来自第一薄片的燃料穿透燃料扩散膜，该燃料扩散膜调节从第一薄片中供应给多个起电部分的燃料量。
根据本发明又一方面的燃料电池包括多个起电部分，排列在与水平方向交叉的方向上，并引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，将燃料供应给多个起电部分；第二薄片，将氧气供应给多个起电部分；补给部分，设置在第一薄片的预定部分上，并且对第一薄片供应燃料；以及燃料调节膜，被提供以沿着起电部分排列的方向伸展，并调节从第一薄片中供应给多个起电部分的燃料量。
根据本发明又一方面的燃料电池包括多个起电部分，排列在与水平方向交叉的方向上，并引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，将燃料供应给多个起电部分；第二薄片，将氧气供应给多个起电部分；补给部分，设置在第一薄片的预定部分上，并且对第一薄片供应燃料；以及燃料扩散膜，设置在起电部分和第一薄片之间以沿着起电部分排列的方向伸展，并且允许来自第一薄片的燃料穿透燃料扩散膜，该燃料扩散膜调节从第一薄片中供应给多个起电部分的燃料量。
根据本发明，提高了燃料电池的电特性。
在如下的描述中将对本发明的其它目的和优势进行描述，并且可部分地从描述中显而易见，或者从本发明的实施中学习到。由下文所指出的手段和结合的方法可实现并获得本发明的目的和优势。
包括其中并作为说明书一部分的附示了本发明的当前较佳实施例，并连同上述给出的大致说明和下面将给出的较佳实施例的详细描述，用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明第一实施例的燃料电池的示意图；图2A是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料一分钟之后而获得的；图2B是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料三分钟之后而获得的；图2C是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料六分钟之后而获得的；图2D是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料十分钟之后而获得的；图3是示出根据第一实施例的燃料电池以及常规燃料电池的电流—电压特性的图表；图4是根据本发明第二实施例的燃料电池的垂直断面图；图5是根据本发明第三实施例的燃料电池的垂直断面图；图6是根据本发明第四实施例的燃料电池的垂直断面图；图7是根据本发明第五实施例的燃料电池的垂直断面图；图8是结合根据本发明第六实施例燃料电池的笔记本电脑的垂直断面图；图9是根据本发明第六实施例的燃料电池的垂直断面图；图10是在本发明第七实施例中的液体存储薄片的垂直断面图；图11是在本发明第七实施例中的部分燃料调节膜的孔径比的垂直断面图；图12A是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料一分钟之后而获得的；图12B是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料三分钟之后而获得的；图12C是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料六分钟之后而获得的；图12D是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片的透视图，用于示出在液体存储薄片中的燃料浓度分布，该图是在给液体存储薄片补给燃料十分钟之后而获得的；图13是常规燃料电池的垂直断面图。
具体实施例方式
(第一实施例)参照图1到3以及图12A到12D对本发明的第一实施例进行描述。
图1是根据本发明第一实施例的燃料电池的示意图。
如图1所示，燃料电池A包括起电层10、燃料供应层20以及空气供应层30。提供起电层以产生电能。燃料供应层20置于起电层10的表面上以对起电层10供应燃料。空气供应层30置于起电层10的另一表面上以对起电层10供应空气(氧气)。作为上述燃料，可使用诸如甲醇的挥发性液体。
起电层10包括电解质膜10a，多个燃料管10b以及多个氧化剂管10c。在电解质膜10中，燃料和空气进行相互的化学反应。燃料管10b排列在电解质膜10a的表面，它紧靠着燃料供应层20，用于将燃料从燃料供应层20供应给电解质膜10a。氧化剂管10c排列在电解质膜10a的另一侧，紧靠电解质膜10a的空气供应层30，并将空气从空气供应层30供应给电解质膜10a。
燃料管10b以及氧化剂管10c位置彼此相对，同时电解质膜10a介于它们之间。燃料管10b、氧化剂管10c以及电解质膜10a形成分别的用于产生电压的起电部分11。即，起电层10包括数量等于燃料管10b和氧化剂管10c的起电部分11。需要注意起电部分11被彼此串联，并且由起电部分11所产生的电压的总和就是燃料电池A最后的输出电压。
燃料供应层20包括黏制液体存储薄片(第一薄片)20a，补给部分20b，燃料调节薄膜20c(稍后将对其进行详细描述)，以及燃料扩散薄膜20d。黏制液体存储薄片20a用于向燃料管10b供应燃料。补给部分20b被连接到液体存储薄片一侧的末端部分以向液体存储薄片20a补给燃料。燃料调节薄膜20c置于液体存储薄片20a中以将补给部分20b和起电部分11彼此分离，并且使从液体存储薄片20a提供给起电部分11的燃料量均匀化。燃料扩散薄膜20d置于液体存储薄片20a的表面上，紧靠起电部分11，并允许在液体存储薄片20a中的燃料穿透燃料扩散薄膜20d。
空气供应层30包括从其附近吸取空气的黏制的保湿薄片(第二薄片)31，然后将空气供应给氧化剂管10c，并且它可阻止由于燃料和空气的化学反应而在电解质膜10a上产生的湿气释放，即阻止电解质膜10a变干燥。
其次，将对燃料调节薄膜20c进行描述。
在第一实施例中，燃料调节薄膜20c形成为不允许燃料穿透的所谓的不渗透薄膜。作为不渗透薄膜，例如，可用PET薄膜。燃料调节薄膜20c具有多个开口21，用于使补给液体存储薄片20a的燃料朝着起电部分11输送。
开口21具有不同的尺寸，并且从最靠近补给部分20b开始按照尺寸从小到大排列。因此，在液体存储薄片20a中的燃料距离补给部分20b越远，就越容易朝着起电部分11输送。
因此，从补给部分20b补给液体存储薄片20a中的燃料被供应给起电部分11，从而不论在起电部分11和补给部分20之间的距离是多少，在起电部分11中的燃料量是均匀的。
在第一实施例中，开口21是矩形的。但是，其形状不限于矩形。开口21可以如下方式形成开口21形成具有相同的尺寸，并且调节开口21之间的距离，使得燃料距离补给部分20b越远，就越容易朝着起电部分一侧输送。
在具有上述结构的燃料电池A中，从补给部分20b供应给液体存储薄片20a的燃料在液体存储薄片20a内朝着远离补给部分20b的方向扩散，并且穿透燃料调节薄膜20c的开口21朝着起电层10输送。然后，在进入燃料扩散薄膜20d之后，燃料穿透燃料扩散薄膜20d，并到达起电部分11的燃料管10b。另一方面，从燃料电池A附近被吸取到保湿薄片31中的空气在保湿薄片31中扩散，到达起电部分11的氧化剂管10c。此后，到达燃料管10b的燃料和到达氧化剂管10c的空气在电解质膜10a上进行相互的化学反应，从而在燃料管10b和氧化剂管10c之间产生电压。在起电部分11所产生的电压的总和就是燃料电池A最后的输出电压。
其次，现在参照图2A到2D以及12A到12D，解释第一实施例中的在常规液体存储薄片200a中、以及液体存储薄片20a中的燃料浓度分布如何随着时间通道而变化。
首先，将对第一实施例中的液体存储薄片20a进行解释。
图2A是是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片20a的透视图，用于示出在液体存储薄片20a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片20a补给燃料一分钟之后而获得的。图2B是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片20a的透视图，用于示出在液体存储薄片20a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片20a补给燃料三分钟之后而获得的。图2C是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片20a的透视图，用于示出在液体存储薄片20a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片20a补给燃料六分钟之后而获得的。图2D是从起电层一侧看到的在第一实施例中的液体存储薄片20a的透视图，用于示出在液体存储薄片20a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片20a补给燃料十分钟之后而获得的。
从图2A可看出，在液体存储薄片20a被充以燃料一分钟之后，位于起电层10上的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度(即，图2A中的液体存储薄片20a的上表面的)大约是液体存储薄片20a靠近补给部分20b那部分的35到45％，并且在具有最高燃料浓度的液体存储薄片20a的表面部分上的燃料浓度将比具有最低燃料浓度的液体存储薄片20a的另一表面部分上的燃料浓度高出大约1.3倍。
从图2D可以看出，在液体存储薄片20a被充以燃料十分钟之后，位于起电层10上的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度(即，图2D中的液体存储薄片20a的上表面的)大约是液体存储薄片20a靠近补给部分20b那部分的72到74％，并且在具有较高燃料浓度的液体存储薄片20a的表面部分上的燃料浓度将比具有较低燃料浓度的液体存储薄片20a的另一表面部分上的燃料浓度高出大约1.03倍。即，在最高燃料浓度和最低燃料浓度之间的差异减小了。
在该方式下，可以看出，在第一实施例中，液体存储薄片20a被充以燃料十分钟之后，位于起电层10上的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度基本上是均匀的。
其次，将对常规液体存储薄片200a进行解释。
图12A是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片200a的透视图，用于示出在液体存储薄片200a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片200a补给燃料一分钟之后而获得的。图12B是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片200a的透视图，用于示出在液体存储薄片200a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片200a补给燃料三分钟之后而获得的。图12C是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片200a的透视图，用于示出在液体存储薄片200a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片200a补给燃料六分钟之后而获得的。图12D是从起电层一侧看到的常规液体存储薄片200a的透视图，用于示出在液体存储薄片200a中的燃料浓度分布，该图是在对液体存储薄片200a补给燃料十分钟之后而获得的。
从图12A可看出，在液体存储薄片200a被充以燃料一分钟之后，位于起电层100上的液体存储薄片200a表面上的燃料浓度(即，图12A中的液体存储薄片200a的上表面的)大约是液体存储薄片200a靠近补给部分200b那部分表面的45到85％，并且在具有最高燃料浓度的液体存储薄片200a的表面部分上的燃料浓度将比具有最低燃料浓度的液体存储薄片200a的另一表面部分上的燃料浓度高出大约1.8倍。
从图12D可以看出，在液体存储薄片200a被充以燃料十分钟之后，位于起电层100上的液体存储薄片200a表面上的燃料浓度(即，图12D中的液体存储薄片200a的上表面的)大约是液体存储薄片200a靠近补给部分200b那部分表面的80到95％，并且在具有最高燃料浓度的液体存储薄片200a的表面部分上的燃料浓度将比具有最低燃料浓度的液体存储薄片200a的另一表面部分上的燃料浓度高出大约1.2倍。即，在最高燃料浓度和最低燃料浓度之间的差异仍然很大。
在该方式下，可以看出在常规液体存储薄片200a中，即使是在液体存储薄片200a充以燃料十分钟过去之后，位于起电层100上的液体存储薄片200a表面上的燃料浓度情况，即最高燃料浓度是最低燃料浓度要高出大约1.2倍，这就是，即使是在液体存储薄片200a充以燃料十分钟过去之后，在最高燃料浓度和最低燃料浓度之间的差异仍然很大。
从上面可以显示出，位于起电层10上的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度可以比位于起电层100上的液体存储薄片200a表面上的燃料浓度更容易做到均匀。
因此，当应用根据本发明的液体存储薄片20a时，基本上可以通过调节开口21的排列或尺寸，将能够以相同的燃料量提供给起电部分11，而其效率最高。
图3是示出根据第一实施例的燃料电池A以及常规燃料电池B的电流—电压特性的图表，其中在图3中分别以“1”和“2”指示。
从图3可以看出，根据第一实施例的燃料电池A可以获得比常规燃料电池B要高的电压。这是因为如上所述，在第一实施例中，电压是通过由起电部分11使用设置为以最高的效率来产生电能的燃料量而产生的。
在具有上述结构的燃料电池A中，燃料调节薄膜20c被提供为将起电层10和补给部分20b彼此隔离的不渗透薄膜。开口21被形成以具有不同的尺寸，并且从最靠近补给部分20b开始按尺寸从小到大排列。
由于上述结构，当补给液体存储薄片20a的燃料穿透开口21时，靠近起电层10的液体存储薄片20a表面的燃料浓度在整个表面上是均匀的。从而提高了燃料电池A的电能产生效率。相应地，可减少用于产生预期电能所需的起电部分11的数量以及燃料的量。因此，可以将燃料电池A做到更小。
(第二实施例)其次，将参照图4对本发明的第二实施例进行解释。在第二实施例中，省略对与第一实施例相同的结构特性和操作的描述。
图4是根据第二实施例的燃料电池A的垂直断面图。
如图4所示，根据第二实施例的燃料电池A包括由多孔材料制成的燃料调节薄膜50，替代了根据第一实施例的燃料调节薄膜20c(不渗透薄膜)。燃料调节薄膜50以基本平行于起电层10的方式设置在液体存储薄片20a中，并且燃料调节薄膜50的孔隙率在远离补给部分20b的方向上逐渐增加。
同样是在上述结构中，补给液体存储薄片20a的燃料距离补给部分20b越远，它就越容易朝着起电层10输送。因此，靠近起电层10的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度在整个表面上是均匀的。结果，基本上有相同的燃料量被提供给燃料管10b，从而提高了燃料电池A的电能产生效率。
(第三实施例)其次，将参照图5对本发明第三实施例进行描述。对于第三实施例，省略对与第一和第二实施例相同的结构特性和操作的描述。
图5是根据第三实施例的燃料电池A的垂直断面图。
如图5所示，根据第三实施例的燃料电池A包括如第二实施例中的多孔材料所制成的燃料调节薄膜60。但是，与第二实施例不同的是，燃料调节薄膜60的孔隙率从其一端到另一端是均匀的，即它不会改变，并且燃料调节薄膜60的厚度在远离补给部分20b的方向上逐渐减小。
同样是在该结构中，补给液体存储薄片20a的燃料距离补给部分20b越远，它就越容易朝着起电层10输送。因此，靠近起电层10的液体存储薄片20a表面上的燃料浓度在整个表面上是均匀的。结果，基本上有相同的燃料量被提供给燃料管10b，从而提高了燃料电池A的电能产生效率。
(第四实施例)其次，将参照图6对本发明第四实施例进行描述。对于第四实施例，省略对与第一到第三实施例相同的结构特性和操作的描述。
图6是根据第四实施例的燃料电池A的垂直断面图。
如图6所示，根据第四实施例的燃料电池A包括由多孔材料所制成的燃料扩散薄膜70，替代了分别根据第一到第三实施例的燃料调节薄膜20c、50和60。燃料扩散薄膜70的孔隙率在远离补给部分20b的方向上逐渐增加。
同样是在该结构中，基本上是相同的燃料量被提供给燃料管10b，从而提高了燃料电池A的电能产生效率。此外，如果常规燃料电池的燃料扩散薄膜由第四实施例的燃料扩散薄膜所替代，则可有效地使用常规燃料电池，而且制造成本也不会增加。
应该注意，如上所述，根据第四实施例的燃料电池A使用燃料扩散薄膜70，替代了分别根据第一到第三实施例的燃料调节薄膜20c、50和60；但是，它可同时包括燃料扩散薄膜70和任意的燃料调节薄膜20c、50和60。
(第五实施例)其次，将参照图7对本发明第五实施例进行描述。对于第五实施例，省略对与第一到第四实施例相同的结构特性和操作的描述。
图7是根据第五实施例的燃料电池A的垂直断面图。
如图7所示，根据第五实施例的燃料电池A包括如同在第四实施例中的多孔材料所制成的燃料扩散薄膜80，替代了分别根据第一到第三实施例的燃料调节薄膜20c、50和60。但是，与第四实施例不同的是，根据第五实施例的燃料扩散薄膜80的孔隙率在贯穿整个燃料扩散薄膜80上是均匀的，并且燃料扩散薄膜80的厚度在远离补给部分20b的方向上减小。
同样是在该结构中，基本上是相同的燃料量被提供给燃料管10b，从而提高了燃料电池A的电能产生效率。根据第五实施例的燃料电池A使用燃料扩散薄膜80，替代了分别根据第一到第三实施例的燃料调节薄膜20c、50和60；但是，它可同时包括燃料扩散薄膜80和燃料调节薄膜20c、50和60中的任意一种。
(第六实施例)其次，将参照图8和图9对本发明第六实施例进行描述。对于第六实施例，省略对与第一到第五实施例相同的结构特性和操作的描述。
图8是结合根据本发明第六实施例燃料电池的笔记本电脑的垂直断面图，以及图9是根据第六实施例的燃料电池A的垂直断面图。
如图8和9所示，假设根据第六实施例的燃料电池A被设置在笔记本电脑的机架中，并且该笔记本电脑被使用，同时该机架相对于水平面倾斜，其结果是燃料电池A、以及起电部分11相对于水平面倾斜。如果燃料电池A是倾斜的，由于重力的缘故，液体存储薄片20a中的燃料容易朝下输送，并停留在液体存储薄片20a的较低侧部分。结果，液体存储薄片20a的较低侧部分的燃料浓度很高，并且液体存储薄片20a的较高侧部分的燃料浓度很低。
在根据第六实施例的燃料电池A中，液体存储薄片20a包括由如在第一实施例中的、不允许燃料穿透的不渗透薄膜制成的燃料调节薄膜90。但是，与第一实施例不同的是，燃料调节薄膜90包括具有不同尺寸、并且在朝着液体存储部分20a的较高侧部分上按照尺寸从小到大排列的多个开口91。
由于上述结构，在液体存储薄片20a中的燃料距离液体存储部分20a的较高侧部分越近，它就越容易朝着起电部分侧输送。因此，燃料电池A置于上面笔记本电脑的机架的后表面部分等，其位置与笔记本电脑的显示屏G相对，并且即使当笔记本电脑的机架倾斜时，并且燃料电池A也倾斜，靠近起电部分11的液体存储薄片20a表面上的液体浓度还是均匀的。结果，基本上有相同的燃料量被提供给燃料管10b，从而提高了燃料电池A的电能产生效率。
在第六实施例中，如上所述，燃料调节薄膜90是由包括不同尺寸开口91的不渗透薄膜制成的。但是，第六实施例的燃料调节薄膜不限于上面的调节薄膜90。这就是，可使用由孔隙率朝着液体存储薄片20a的较高侧部分逐渐增加的多孔材料所制成的调节薄膜，也可使用由厚度朝着液体存储薄片20a的较高侧部分逐渐减小的多孔材料所制成的调节薄膜。
此外，在液体存储薄片20a和起电层10之间，可提供下面的任何一种燃料扩散薄膜来替代燃料调节薄膜燃料扩散薄膜，由孔隙率朝着液体存储薄片20a的较高侧部分逐渐增加的多孔材料所制成；以及燃料扩散薄膜，由厚度朝着液体存储薄片20a的较高侧部分逐渐减小的多孔材料所制成。
(第七实施例)其次，将参照图10和图11对本发明第七实施例进行描述。对于第七实施例，省略对与第一到第六实施例相同的结构特性和操作的描述。
图10是在第七实施例中的液体存储薄片20a的垂直断面图，以及图11是在本发明第七实施例中的燃料调节膜的孔径比的垂直断面图。
如图10所示，在第七实施例中，补给部分20b被连接到液体存储薄片20a表面的居中部分，而并非在其一端部分。因此，来自补给部分20b的燃料是从区域42供应给液体存储薄片20a，区域42在图11中以划斜线表示。区域42用作燃料供应区域。
燃料调节薄膜40包括允许补给液体存储薄片20a的燃料朝着起电部分11输送的多个开口43。
开口43从最靠近燃料供应区域42开始按照尺寸从小到大排列，即从最远离燃料供应区域42的开口43开始按照尺寸从大到小排列。也就是，以这样一种方式来设置孔隙率，从而使其在远离燃料供应区域侧的方向上逐渐减小。
需要注意，在图11中指示的百分数表示位于从两个相关线所伸展的虚拟线之间的区域孔隙率。例如，“28％”表示位于从两个相关线所伸展的虚拟线之间的一区域孔隙率。更具体地说，在上面的区域中，位置最靠近燃料供应区域42的区域具有大约为10％的孔隙率，并且位置最远离燃料供应区域42的区域具有大约为80％的孔隙率。
当使用具有上述结构的燃料调节薄膜40时，靠近起电部分11的液体存储薄片20a表面部分的燃料浓度在整个表面部分上是均匀的。从而基本上可以使得均匀的燃料量进入到起电部分11中。
本发明并不仅限于上面的实施例。当诉诸实际应用时，对于上述实施例所揭示的一个或多个结构组件可在不脱离本发明主题的同时做出修改。此外，通过合适地结合实施例所需结构组件部分，可取得本发明的各种其它实施例。例如，可在预期一个或多个实施例中删除某些结构组件，或者可在预期一个或多个实施例中适当结合某些结构组件。
对于本领域一般技术人员来说，很容易实现一些优势和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于此处所描述和示出的特定细节和代表性实施例。相应地，在不脱离由所附权利要求及其等效内容所定义的总的发明概念的精神和范围之内，可做出各种修改。
权利要求
1.一种燃料电池，包括多个起电部分，引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，向多个起电部分供应燃料；第二薄片，向多个起电部分供应氧气；补给部分，置于所述第一薄片的预定部分，并且向所述第一薄片补给燃料；以及燃料调节薄膜，它插入所述第一薄片中并且调节从所述第一薄片供应给所述多个起电部分中的燃料量。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是具有从最靠近所述补给部分开始、按照尺寸从小到大顺序排列的开口的不渗透薄膜。
3.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是由厚度在远离所述补给部分的方向上逐渐减小的多孔材料制成的。
4.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是由孔隙率在远离所述补给部分的方向上逐渐增加的多孔材料制成的。
5.一种燃料电池，包括多个起电部分，引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，向多个起电部分供应燃料；第二薄片，向多个起电部分供应氧气；补给部分，置于所述第一薄片的预定部分，并且向所述第一薄片补给燃料；以及燃料扩散薄膜，置于所述多个起电部分和所述第一薄片之间，并允许来自所述第一薄片的燃料穿透所述燃料扩散薄膜，所述燃料扩散薄膜调节从所述第一薄片供应给所述多个起电部分的燃料量。
6.如权利要求5所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料扩散薄膜是由厚度在远离所述补给部分的方向上逐渐减小的多孔材料制成的。
7.如权利要求5所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料扩散薄膜是由孔隙率在远离所述补给部分的方向上逐渐增加的多孔材料制成的。
8.一种燃料电池，包括多个起电部分，排列在与水平方向交叉的方向上，并引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，向多个起电部分供应燃料；第二薄片，向多个起电部分供应氧气；补给部分，置于所述第一薄片的预定部分，并且向所述第一薄片补给燃料；以及燃料调节薄膜，沿着所述多个起电部分排列的方向伸展，并且调节从所述第一薄片供应给所述起电部分的燃料量。
9.如权利要求8所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是不渗透薄膜，包括在与重力方向相反的方向上按尺寸从小到大排列的多个开口。
10.如权利要求8所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是由厚度在与重力方向相反的方向上逐渐减小的多孔材料制成的。
11.如权利要求8所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料调节薄膜是由孔隙率在与重力方向相反的方向上逐渐增加的多孔材料制成的。
12.一种燃料电池，包括多个起电部分，排列在与水平方向交叉的方向上，并引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能；第一薄片，向多个起电部分供应燃料；第二薄片，向多个起电部分供应氧气；补给部分，置于所述第一薄片的预定部分，并且向所述第一薄片补给燃料；以及燃料扩散薄膜，置于所述起电部分和所述第一薄片之间，沿着所述起电部分排列的方向伸展，并允许来自所述第一薄片的燃料穿透所述燃料扩散薄膜，所述燃料扩散薄膜调节从所述第一薄片供应给所述起电部分的燃料量。
13.如权利要求12所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料扩散薄膜是由厚度在与重力方向相反的方向上逐渐减小的多孔材料制成的。
14.如权利要求12所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料扩散薄膜是由孔隙率在与重力方向相反的方向上逐渐增加的多孔材料制成的。
全文摘要
一种燃料电池包括多个起电部分、第一薄片、第二薄片、补给部分、以及燃料调节薄膜。多个起电部分引起燃料和氧气进行相互的化学反应以产生电能。第一薄片对多个起电部分供应燃料。第二薄片对多个起电部分供应氧气。补给部分，置于第一薄片的预定部分，以向第一薄片补给燃料。燃料调节薄膜，插入在第一薄片中，以调节从第一薄片供应给多个起电部分中的燃料量。
文档编号H01M8/00GK1790790SQ200510131658
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者寺田贵洋, 中川泰忠, 中田慎二, 吉田勇一 申请人:株式会社东芝